城市中心区井筒式超深地下立体停车库深基坑龙门吊渣斗土方开挖施工技术,本文是有关土方开挖论文范文数据库与龙门吊和井筒和停车库类毕业论文怎么写.
土方开挖论文参考文献：
【摘 要】本文以濮阳市城市中心区中医院内井筒式超深基坑土方开挖施工为例,阐述了该工程在土方开挖阶段选择龙门吊结合渣斗出土的工艺原理、工艺流程、操作要点等内容.实践证明,龙门吊结合渣斗出土的施工技术在城市中心区井筒式超深基坑土方开挖的成功应用,取得了实际良好效果,为类似的井筒式超深基坑土方开挖施工提供借鉴和指导.
【关键词】城市中心区；井筒式；超深基坑；龙门吊；渣斗；土方开挖
【中图分类号】TU94
【文献标识码 】 A
随着城市经济的迅速发展,停车难的问题日益凸显,特别是在城市中心区的商场、学校和医院等处,在该区域建设停车场的需要迫在眉睫.由于城市中心区能够利用的有效土地是少之又少,以充分利用狭小场地并保障停车需要为目标,一种新思路、新技术应运而出——超深井筒式地下立体停车库.
濮阳市中医院井筒式地下停车库基坑深度为35.04m,受场地影响及井筒式基坑支护制约,普通的设置坡道土方开挖俨然无法采用满工程的开挖要求.本文通过工程实践,介绍了城市中心区井筒式超深地下立体停车库深基坑龙门吊结合渣斗进行土方开挖的施工技术,成功的解决了井筒式超深基坑土方开挖的技术难题.
1.工程概况
1.1 基坑概况
项目处于濮阳市城市中心区中医院内,为井筒式地下立体停车库,基坑呈长方形,平面尺寸为30m ╳ 18m.地下立体车库为地下19层,地上为2 层框架结构,场地地坪为黄海高程54.000 （相对于基坑正负零为-0.05m）,基坑开挖深度为35.04m,属于超深基坑工程,安全等级为一级,是目前为止全国最深的地下立体车库井筒式超深基坑.
1.2 地质、水文概况
1）根据《岩土工程勘察报告》揭示,原场内绝对标高为105.7-115.7m（随地形变化）,标高自东向西呈三阶状增大.本工程地层主要由○ 1 粉土夹粉砂、○ 2 粉土、○ 3 粉土、○ 4粉土夹粉砂、○ 5 粉质粘土夹粉土、⑥粉质粘土⑦粉质粘土组成.地貌单元为冲积平原地貌.2）勘察期间, 地下水位埋深21.4 ～ 21.5m（随地势起伏变化）,属第四系松散岩类孔隙潜水,据调查本场地地下水位年变幅约1.0m,近3 年最高地下水位埋深18m.
1.3 周边环境
工程场地位于濮阳市城市中心区正在运营中医院的院内,周围环境示意图如图1 所示.北侧为濮阳市市政道路,其余三侧为医院内浅基础砖混结构或框架结构的多层建筑,施工场地围挡完成后距基坑边最远距离达12m,基坑周边环境复杂,可利用场地较小.
2.基坑土方开挖特点及难点
本基坑位于濮阳市城市中心区中医院院内,最大开挖深度为35.04m,周边环境极为复杂,人流量较大,基坑土方开挖期间对基坑监测变形要求高,施工风险大,主要施工难点及特点如下：
1）基坑深度为35.04m,是目前为止国内最深的井筒式超深基坑,土方开挖施工工艺要求高.
2）基坑位于城市中心区中医院院内,周边环境极其复杂,东西南三面紧邻中医院多层建筑且人流量较大,施工安全控制要求高.
3）受制于周边环境及环保的要求,严禁白天土方外运,土方开挖施工限制条件多,但本项目属于民生工程,工期紧迫.
4）基坑深度内土质条件复杂,地下18 以深度以下土质含水量大,且基坑开挖范围内含15m厚度粉砂层,对开挖机械及垂直运输机械选择要求高.
3.施工工艺选择及设备选型
3.1 施工工艺选择
整个基坑面积560m2,深度为35.04m,基坑围护墙体采用φ1200mm 钻孔灌注桩结合七道钢筋混凝土水平内支撑作为支护结构,坑周10m 范围内堆载不得超过30kPa.由于基坑深度较深且支撑体系繁多等条件制约,普通的挖机或长臂挖机无法满足基坑正常开挖要求.
根据目前的超深基坑土方开挖施工工艺,多为吊车或龙门吊结合抓斗及渣斗的行形式进行开挖,由于本工程位于城市中心区,白天土方开挖后堆放在场地内并在在夜间进行外运.另外受坑周堆载要求,场地内可堆放的土方量仅为360m3,通过计算选用龙门吊结合渣斗垂直出土的工艺相对于龙门吊或吊车结合抓斗垂直出土的工艺形式造价相对较低,渣斗垂直出土的效率虽不如抓斗的工艺,但是正好满足场内土方堆放场地白天土方开挖夜间外运的要求,施工机械和资源可以得到充分利用.综合考虑工效、费用及现场周边环境等因素下,本项目井筒式超深基坑土方开挖采用龙门吊结合渣斗出土的施工工艺,基坑内设置挖掘机挖土,渣斗装土,龙门吊出土的方式,并在指定地点堆土,夜间进行土方外运.龙门吊及吊土出土效果图如图2 所示.
3.2 设备选型
1）提升设备选择：
从受施工场地的约束, 工期的压力等综合因素考虑, 选择一台MH10-22.5 桥式起重机龙门吊,起重荷载为10T.
2）提升能力选择：
（1）终端荷载Q 计算：
Q等于(Q 渣 QZ)×K.
其中,Q 渣为渣土重量,选用3m3 的渣罐,按渣土容量为1.7t/m3,松散系数取1.1,Q 渣等于1.7×3/1.1等于4.65t；QZ 为渣斗自身重量,1t；K 为矫正系数, 取1.2.
得Q等于(4.65+1)×1.2等于6.2t.
（2）门吊起升高度为H.
那么H 应满足：
H>h+n等于35.04+9等于44.04m.
其中,h 为基坑深度39.04m（土方开挖深度）；n 为井架离地高9m.
因此, 起升高度选择为45m.
（3）提升设备选择：
根据上述计算结果,选用额定载重量为10t的卷扬机作为渣斗的提升设备.
其额定静张力QE等于10t>Q等于6.2t.
其提升速度可根据施工需求可自行选择,其最快的提升速度为7m/min.
（4）龙门吊设备参数如表1 所示：
4.土方开挖施工
4.1 土方开挖施工设计
1） 基坑分九层开挖, 第一层从-0.05m到-0.95m； 第二层从-0.950 到-6.450； 第三层从-6.45m 到-12.05m；第四层从-12.05m到-17.75m；第五层从-17.75m 到-22.35m；
第六层从-22.35m 到-26.95m； 第七层从-26.95m 到-31.55m；第八层从-31.55m到-34.79m；第九层为基底300mm 人工清土层.
2）分层施工工艺选择
第一层土方开挖采用挖机大开挖方式,一次开挖到底.第二层及以下每层土方开挖采用挖机配合一台龙门吊结合渣斗出土的方式进行施工.
3）堆土及运输：
（1）由于位于城市中心区内土方不允许白天运输,故本项目土方开挖需进行土方堆放,并在夜间装车外运.
（2）根据设计要求,坑周10m 范围内的超载不得超过30kPa,经计算坑周10m 范围内的超载不得超过300KN/m2,即3T/m2,土方堆放时需保证堆放荷载在设计范围之内.
（3）根据堆载验算,利用基坑西侧空地并设置1.5m 挡墙隔离后作为堆土场地,挡墙距坑边距离为3m,土方对方时堆放高度不超过挡墙高度.以每平米堆放1.5m 高土方、每立方土方重量为1.8T 进行计算,每平米土方荷载为2.7T,在设计荷载允许范围以内.土方施工平面布置图如图3 所示.
4）每层每块开挖完成暴露支撑工作面后,及时制作并浇捣支撑砼,待支撑形成整体并养护达到围护设计要求强度后,方可进行下一层土方开挖.
5）在基坑开挖过程中,应根据监测信息及时与有关各方进行协商调整挖土顺序.
4.2 土方分层开挖
随着开挖深度的变化,除第一层900mm 厚土方开挖采取大开挖以外,第二层及第二层土方均采用龙门吊结合渣斗的形式进行.本基坑呈矩形状,挖深为-35.04m,工程土方开挖量约2万m3,基坑内不在设置分区,基坑内土方采用分层的开挖形式进行作业,分层开挖土方高度不得高于2m,采用盆式开挖（基坑周边留土、中部盆式）的形式,再依次开挖基坑周边土方,减缓土压力释放速度和避免出现长边效应,控制基坑变形在设计允许范围之内.
1）降水井设置完成后,开始第一层开始挖土（-0.05m~-0.95m）,第一层土方开挖至到第一道支撑底,开挖深度0.9 米,开挖方量约460 立方米,共需1 天完成.安排一台挖机,由南向北依次同时进行,支撑施工与土方开挖进度同步.第一层土方开挖剖图如图4 所示.
2）第二层土方开挖,第一道支撑结构施工完毕达到设计强度后,立即进行第二层挖土施工,第二层开挖至第二道支撑底,标高为从-0.95m至-6.45m, 开挖深度为5.5m, 开挖方量约2900 立方米.安排一台0.8m3 小型挖机配合龙门吊结合渣斗出土的形式依序进行开挖（设置2个3m3 渣斗配合使用）,每次开挖土方高度不得高于2m.第二层土方开挖剖图如图5 所示.
3）第三层土方开挖,第二道支撑结构施工完毕达到设计强度后,立即进行第三层挖土施工,第三层土方开挖至第三道支撑底,标高为从-6.45m 至-12.05m, 开挖深度为5.6m,开挖方量约2900 立方米.第三层土方开挖剖面图如图6 所示.
4）第三道支撑结构施工完毕达到设计强度后, 立即进行第四层挖土施工, 第四层土方开挖至第四道支撑底,标高为从-12.05m至-17.75m,开挖深度为5.7m,开挖方量约2900 立方米.第四层土方剖面图如图7 所示.5）第四道支撑结构施工完毕达到设计强度后,立即进行第五层挖土施工,第五层土方开挖至第五道支撑底,标高为从-17.75m 至-22.35m,开挖深度为4.6m,开挖方量约2600 立方米.第五层土方开挖示意图如图8 所示.
6）第五道支撑结构施工完毕达到设计强度后,立即进行第六层挖土施工,第六层土方开挖至第六道支撑底,标高为从-22.35m 至-26.95m,开挖深度4.6m,开挖方量约2600 立方米.第六层土方开挖示意图如图9 所示.
7）第六道支撑结构施工完毕达到设计强度后,立即进行第七层挖土施工,第七层土方开挖至第七道支撑底,标高为从-26.95m 至-31.55m,开挖深度为4.6m,开挖方量约2600 立方米.第七层土方开挖剖面图如图10 所示.
8）第七道支撑结构施工完毕达到设计强度后,立即进行第八层挖土施工,第八层土方开挖至基础底标高以上300mm, 标高为从-31.55m 至-34.79m,开挖深度为3.24m,开挖方量约1800 立方米.第八层土方开挖剖面如图11 所示.
9）第九层挖土施工为基地底300mm 厚人工清槽,标高为从-34.79m 至-35.04m,开挖方量约180 立方米.
4.3 土方开挖分层效率计算
1）第一层土方开挖效率计算：
第一层土方开挖深度为0.9m,采用普通挖机开挖即可,一天即可完成作业.
2）第二层土方开挖效率计算：
第二层开挖深度H>h+n等于6.4+9等于15.4m,（其中h 为基坑深度,n 为龙门吊起升高度）.
每循环出渣时间为： 基坑装渣准备时间:t1等于1min； 提升时间:t2等于2min； 水平移动时间:t3等于1min； 倒渣时间:t4等于2min； 回到井底时间:t5等于1.5min； 总计1 循环时间约:t等于t1+t2+t3+t4+t5等于7.5min.
则1h,60/7.5等于8 循环.
若全天24h 出渣则为：
V 理等于8×24×3等于576m3.
由于基坑空间狭小,实际操作过程中,在这样狭小的井筒内作业,考虑不确定因素、上下班交接时间,设备例行保养时间等,每天可提渣土能力的实际值V 实等于504×0.6等于345m3.
进度计算：第二层土方开挖方量约为2900m3,根据每天出土量量进行计算,9 天可完成第二层基坑土方开挖.
3）第三层至第九层开挖效率计算
以第二层土方开挖效率计算为例进行计算得出：
第三层土方开挖高度H等于21m；每循环出土时间t等于9min；每天出土方量为300 m3,第三层土方开挖方量约为2900 m3,10 天可完成土方作业.
第四层土方开挖高度H等于26.7m；每循环出土时间t等于10min；每天出土方量为260 m3,第四层土方开挖方量约为2900 m3,12 天可完成土方作业.
第五层土方开挖高度H等于31.3m；每循环出土时间t等于12min；每天出土方量为216 m3,第五层土方开挖方量约为2600 m3,12 天可完成土方作业.
第六层土方开挖高度H等于35.9m；每循环出土时间t等于14min；每天出土方量为170 m3,第六层土方开挖方量约为2600 m3,16 天可完成土方作业.
第七层土方开挖高度H等于40.5m；每循环出土时间t等于17min；每天出土方量为150 m3,第七层土方开挖方量约为2600 m3,18 天可完成土方作业.
第八层土方开挖高度H等于43.7m；每循环出土时间t等于20min；每天出土方量为130 m3,第八层土方开挖方量约为1800 m3,14 天可完成土方作业.
第九层土方开挖高度H等于44m；每循环出土时间t等于20min；每天出土方量为130 m3,第九层土方开挖方量约为180 m3,天可完成土方作业.
4.4 土方外运
1）场地内堆土场场地面积呈矩形,面积为240 m2,在基坑堆载荷载允许范围内,可一次性堆放360 m3 土方.
2）每天夜间需将基坑堆放进行外运,配置一台挖掘机和装载机进行装车,外运车辆驶出施工现场的时注意强袭,防止渣土污染路面.
3）土方夜间装车以及运输时候需保证足够得照明设施,并配置足够得施工管理人员确保夜间施工安全.
4.5 土方施工注意事项
1）土方开挖应在降水达到设计要求后进行,土方开挖的顺序、方法必须与设计工况一致.施工应遵循“先支撑,后挖土；平面分区,竖向分层”的原则.坑底保留30cm 厚土,采用人工铲除整平,并防止坑底土体扰动.
2）挖土机械不得碰撞围护桩及降水井,四周1m 范围内土方人工清除.土方开挖过程中不得停止降水.
3）基坑边严禁超载,堆载要求为基坑10m范围内不得超过30KPa..
4）土方开挖与外运过程中,应做好地下管线道路、建筑物及监测点的保护措施.
5）土方开挖施工过程中,随时察看土质和观察基坑四周建筑物、道路及围护结构的稳定情况,如遇可能不稳定的情况,应立即将人员、机械撤离基坑,同时采取相适应的有效措施,防止塌方.
6）应注意预防突发高温、暴雨天气,及时了解气象情况,选择合适的时间施工,基坑周围及坑底应做好排水措施.
7）土方开挖时应对钢立柱和支撑采取保护措施
结语：
在城市中心区井筒式超深地下立体停车库深基坑中土方开挖十分困难,尤其是在施工场地小且周围环境影响下,不允许白天进行土方外运,选择一种安全可靠、施工速度得以保障且综合成本低的施工工艺是该类型深基坑土方开挖的基本前提.井筒式深基坑龙门吊结合渣斗的土方开挖施工技术在濮阳市中心区中医院如此狭小的施工场地的中得应用,取得了令人满意的效果,成功解决该超深基坑的土方开挖施工,对于类似基坑的施工具备一定的指导价值,为今后类似的工程提供了可供借鉴的经验.
参考文献：
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作者简介：
杨振清,男,江苏徐州,同济大学,汉,1972.11,岩土工程.
此文点评：此文是适合不知如何写龙门吊和井筒和停车库方面的土方开挖专业大学硕士和本科毕业论文以及关于土方开挖论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料.
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